Biologia mamiferelor: Adaptări și reproducere

Clasa Mammalia

• Mamiferele sunt animale tetrapode endoterme, cu o temperatură corporală constantă
• Ei își păstrează temperatura corpului, indiferent de temperatura mediului
• Au un tegument care poate produce formaţiuni cornoase (coarne, gheare, unghii, copite, fanoane)
• Prezintă glande sebacee, sudoripare şi mamare, cu rol în hrănirea puilor
• Craniul este de tip sinapsid, cu un os dentar unic mandibular
• Telencefalul este dezvoltat, cu cortex bine dezvoltat
• Inima este tetracamerală, cu o singură cârjă aortică stângă

Originea și evoluția

• Originea mamiferelor datează din Permian, cu peste 250 milioane de ani în urmă
• Originea lor provine dintr-un grup de reptile cu craniu diapsid, numite terapside
• Terapsidele au prezentat forme erbivore și prădătoare
• Caracteristici dentare diferențiate, asemănătoare mamiferelor
• Terapsidele au prezentat modificări ale centurilor scapulare și pelviene, cu membrele dispuse sub corp, nu lateral
• Mamiferele au apărut în terțiar, cu aproximativ 65 milioane de ani în urmă
• Anihilare de aproximativ 75% din speciile de plante și animale existente la această perioadă din cauza impactului unui asteroid.

Caracteristici generale

• Sunt tetrapode endoterme, cu temperatură corporală constantă
• Epiderma produce formaţiuni cornoase (fanoane)
• Sunt prezente glande tegumentare (sebacee, sudoripare, mamare)
• Tegumentul este glandular și este acoperit cu păr (sau alte formaţiuni cornoase cum ar fi pene sau solzi)
• Prezentă craniu de tip sinapsid, cu os unic mandibular
• Inima este tetracamerală
• Telencefal bine dezvoltat, cortex dezvoltat

Tegumentul

• Tegumentul este subțire și impermeabil
• Epiderma este alcătuită din epiteliu cheratinizat, multistratificat
• Cheratina este produsă de cheratinocite, celule abundente în epiteliu, având rol în permeabilitate
• Pigmentarea de bază la mamifere este melanina, produsă de melanocite, cu rol de protecție împotriva UV
• Epiderma formează diverse formaţiuni cornoase: păr, unghii, gheare, solzi, copite, coarne, fanoane balenelor
• Prezenţa pigmenţilor xantofili generează culori roşcate şi galbene

Părul şi blana

• Păr este o structură epidermică specifică mamiferelor
• Două tipuri de păr: păr de contur și subpăr, cu diferite roluri (termoizolator, senzoriale)
• Păr specializat
• Ex. vibrize și mustăți au rol tactil
• Părul formeaza blana, ce protejează de medii reci sau umede
• Mamiferele acvatice sau din regiuni calde, cu blână redusă, (hipopotami, elefanţi, rinoceri, balene)

Producțiuni tegumentare - fanere

• Ghearele formează acumulări de cheratină care acoperă falangele terminale
• Rol în apărare și locomoție
• Solzii la pangolini
• Fanoane la balene
• Coarne la diverse mamifere erbivore

Glandele tegumentului

• Glandele sebacee sunt asociate foliculilor piloşi, cu secreţie apoasă (sebum care lubrifiază firul de păr), lipsesc la unele mamifere marine
• Glandele sudoripare, prezintă secreție apoasă, cu rol în termoreglare și excreție, lipsesc la specii carnivore
• Glandele mamare, au secreție lactată, cu rol în hrănirea puilor

Morfologia internă - Scheletul

• Scheletul mamiferelor susține greutatea, protejează organele interne
• Creșterea oaselor are loc înaintea atingerii maturității
• Craniul mamiferelor este sinapsid, cu arcadă zigomatică
• Reduce oase craniale
• O mandibulă
• Palat secundar în cavitatea bucală, pentru respirație în timpul masticației

Scheletul - Coloana vertebrală

• Formată din vertebre diferențiate în cinci regiuni: cervicală, toracică, lombară, sacrală și caudală
• La cetaceele, rozătoare şi tatui, vertebrale cervicale sunt scurtate și fuzionate

Scheletul apendicular

• Centura scapulară - clavicule și scapule, la majoritatea mamiferelor
• Clavicula este absentă la ungulate, cetace și carnivore
• Centura pelviană - formată din oase coxale (ilium, ischiu, pubis)

Clasificarea mamiferelor în funcție de scheletul autopodului anterior

• Plantigrade – calcă pe întreaga talpă (insectivore, primate)
• Digitigrade – calcă pe degete (rozătoare)
• Unguligrade – calcă pe copite (ungulate)

Musculatura

• Musculatura mamiferelor este metamerică
• Ungulate au mușchi scurți cu tendoane lungi
• Musculatura plantară la cămile
• Tegumentară bine dezvoltată la mamifere, asociată părul

Sistemul nervos

• Raportul creier-corp este mai mare la mamifere decât la alte vertebrate
• Dezvoltarea sistemului nervos și a organelor de simț influenţează viața activită
• Emisfere cerebrale și cerebelul bine dezvoltate

Organele de simț - auzul

• Urechea externă captează sunetele
• Urechea medie conține oscioarele: ciocanel, nicovala și scărița
• Urechea internă cu cohleeă spiralată
• Urechea umană percepe frecvenţele între 16 și 20.000 Hz

Organele de simț - văzul

• Ochii sunt bine dezvoltați la mamifere
• Acomodarea la distanță prin modificarea curburii cristalinului
• Percepţia culorilor mai puțin dezvoltată decât la reptile și păsări
• Tapetum lucidum este o structură reflectorizantă în coroidă, care îmbunătăţește vederea nocturnă

Nutriția și sistemul digestiv

• Tubul digestiv include cavitatea bucală, faringe, esofag, stomac, intestin subțire, gros, rect, anus
• Cavitatea bucală include dinți și limbă pentru mărunțirea și amestecul hranei cu saliva
• La unele mamifere (cetaceele), cavitatea bucală prezintă fanoane sau structuri cornoase pentru filtrarea planctonului

Dentiția

• Totalitatea dinților formează dentiția, care este difiodontă (se înlocuiește o singură dată)
• Mamiferele au dentiție heterodontă cu tipuri diferite de dinți (incisivi, canini, premolari, molari)
• Canini speciali pentru sfâșierea cărnii
• Premolari și molari sfărâmă hrana
• Specii carnivore au incisivi și canini cu cuspide ascuțite

Circulația

• Inima este tetracamerală
• Frecvența cardiacă variază între specii

Schimbul de gaze

• Sângele mamiferelor conține eritrocite, leucocite și trombocite
• Eritrocitele sunt anucleate și biconcave.
• Apariția palatului secundar
• Plămânii, subțiri și compartimentati

Termoreglarea

• Monitorizează temperatura la nivel tegumentar și hipotalamus
• Productia de căldură prin termogeneza musculară și celulară.
• Prezența blănii și/sau ţesutului adipos subcutanat ajută la conservarea căldurii

Somnul hiemal și hibernarea

• Reacție la condițiile extreme de mediu
• Unele specii migrează
• Hibernare - stare de inactivitate, cu scădere metabolică și a temperaturii, la unele specii de insectivore, rozătoare și chiroptere
• Acumularea de grăsime

Excreția și osmoreglarea

• Mamiferele au rinichi funcțional de tip metanefros
• Excretă uree, o substanță mai puțin toxică decât acidul uric, solubilă în apă
• La mamifere, apa este reabsorbită și substanțele esențiale sunt secrerate de către tubulii nefronilor

Reproducerea – ap. reproducător feminin

• Viviparitatea este caracteristică majorității mamiferelor
• Utilizare a unor resurse constante de energie
• Ciclu reproductiv
• Aparate reproducătoare cu oviducte, uter și vagin

Reproducerea – ap. reproducător masculin

• Testiculele coboară în scrot (la majoritatea mamiferelor)
• Conțin celule interstițiale care secretă testosteronul și tubi seminiferi

Clasificarea mamiferelor

• Aproximativ 5000 de specii
• Grupate în două subclase(Prototheria, Theria) în funcție de modul de reproducere și oviparitate/viviparitate
• Aici se includ infraordinele Metatheria, marsupiale şi Eutheria, placentare

Diviziunea Metatheria - Marsupialia

• Aceste animale au o dezvoltare embrionară partiala in uter, continua in marsupiu
• Numărul mamelelor variază
• Centura pelviană, diferită de mamiferele placentare
• Emisfere cerebrale netede, corp calos rudimentar, dentiție diferită

Diviziunea Eutheria - Placentalia

• Mamifere placentare cu dezvoltare completă în uter
• Oviducte fuzionează într-un singur uter
• Centură pelviană
• Emisfere cerebrale – dezvoltare variabilă
• Sistematica de clasificare variabilă

Ordinul Eulipotyphla – Insectivora

• Mamifere mici sau mijlocii (arici, chiţcani, cârtițe)
• Metabolism bazal ridicat
• Bot lung si ascuţit, cu vibrize

Ordinul Chiroptera

• Lilieci, singurele mamifere ce zboară susţinut
• Membre anterioare modificate în aripi
• Digitigrade pe extremităţi

Ordinul Pilosa

• Inclusiv furnicari si lenesi
• Emisfere cerebrale netede, dentiție incompletă

Testează-ți cunoștințele despre mamifere, inclusiv modul în care acestea evită supraîncălzirea, hibernarea, și adaptările lor reproducătoare. Vei răspunde la întrebări variate legate de anatomiile și comportamentele unice ale mamiferelor. Întrebările acoperă atât aspecte fiziologice cât și ecologice ale acestora.